Euler: Mehr Power für die Forschung

Bernd Rinn, der Leiter der im April 2013 gegr¨¹ndeten Abteilung ?Scientific IT Services? (SIS) der ETH-Informatikdienste, erinnert sich, wie er im M?rz, als die Testphase begann, ein wenig aufgeregt war. ?Wir befanden uns gerade in der heissen Phase?, sagt er.

Mehrere Mitarbeiter seines Teams waren in Lugano am ?Swiss National Supercomputing Centre? (CSCS). Ihr Auftrag: Den neuen Hochleistungsrechner ?Euler? in Betrieb zu nehmen, der kurz zuvor vom amerikanischen IT-Produzenten ?Hewlett Packard? in einer grossen Halle des CSCS aufgebaut worden war.

Die neuen Computert¨¹rme sind dort auf einer gek¨¹hlten ?Insel? zu einem begehbaren Rechteck aneinandergereiht. Darin sind 416 ?Knoten? installiert, einzelne Computer, ?hnlich wie PCs mit jeweils 64 Gigabyte Speicherkapazit?t, die bei Bedarf auf 256 Gigabyte erweiterbar sind.

Die Installation und die Tests sind mittlerweile abgeschlossen und am Montagabend wurde ?Euler? in Anwesenheit eingeladener G?ste aus Wissenschaft und Wirtschaft eingeweiht. Damit stehen der ETH ¨C gemeinsam mit dem bisherigen ETH-Hochleistungsrechner ?Brutus? ¨C 440 Teraflops Rechenleistung zur Verf¨¹gung, also 440¡®000 Milliarden m?gliche Rechenoperationen pro Sekunde.

Dass Euler im Gegensatz zu Brutus nicht in Z¨¹rich sondern in Lugano steht, hat einen einfachen Grund: Das CSCS nutzt zur K¨¹hlung seiner Rechner das naheliegende Seewasser. Das ist ein Standortvorteil, denn immer ?fter wird die Rechenleistung von Hochleistungscomputern nicht mehr durch die verf¨¹gbare Energie limitiert, sondern durch die M?glichkeit zur K¨¹hlung. Hinzu kommt, dass in Lugano gen¨¹gend Raum f¨¹r den Ausbau des Systems zur Verf¨¹gung steht.

Kein Supercomputer

?Das ?High Performance Computing? ist zu einem der wichtigsten Treiber der Forschung geworden?, sagt Rinn. ?Man streckt sich zur Decke.? Mit anderen Worten: Die Kapazit?tsgrenzen bestimmen zunehmend, welche Forschung m?glich ist und somit auch gemacht wird.

Heute kommt praktisch keine naturwissenschaftliche Disziplin mehr ohne Hochleistungsrechner aus: Klimawissenschaftler modellieren globale Temperatur?nderungen und Eisschmelzen. Geologen erstellen Erdbeben-Vorhersagen. Biologen wiederum brauchen die Hochleistungsrechner zur Verarbeitung und Analyse von Sequenzierungsdaten.

Wer heute in der internationalen Spitzenforschung zuvorderst mit dabei sein will, braucht massenhaft Rechenleistung und Speicher. Mit ?Euler? r¨¹ckt die ETH in die Spitzengruppe der international verf¨¹gbaren Hochleistungsrechner auf.

Rinn betont jedoch, dass Euler nicht ein weiterer ?Supercomputer? sei, wie zum Beispiel ?Piz Daint?, der ebenfalls am CSCS steht. Solche Supercomputer werden Forschungsgruppen f¨¹r ?usserst aufwendige Berechnungen kurzfristig in ihrer Gesamtheit zugewiesen. Zugang zu solchen Rechnern hat jedoch nur, wer die gesamte Rechnerkapazit?t auslasten kann und daf¨¹r ausgefeilte Algorithmen einsetzt.

?Euler? hingegen ist ein ?General Purpose?-Computer, der f¨¹r s?mtliche ETH-Forscher gedacht ist und mit dem hunderte von Mitarbeitern gleichzeitig arbeiten k?nnen. Dabei wird die Rechenkapazit?t nach einem ?Shareholder?-System vergeben: Einzelne Forschungsgruppen oder auch ÍþÁ®Ï£¶ûÌåÓýAPP_ÍþÁ®Ï£¶ûÖÐÎÄÍøÕ¾-ÏÂÔØÍøÖ· kaufen bei den Informatikdiensten eine bestimmte Rechenleistung, sogenannte ?Shares?. Dar¨¹ber hinaus steht ein Teil der Rechenkapazit?t jederzeit allen Mitarbeitenden offen.

Virtuelle Arbeitsumgebungen dank Cloud

Stolz ist Rinn nicht nur auf die neue Hardware, sondern auch auf die Ausweitung der Software: ?Die ?Euler?-Hardware kann ganz unterschiedliche Gesichter zeigen.? Daf¨¹r wird eine eigene ?Euler-Cloud? aufgebaut, eine virtuelle Arbeitsumgebung. Wissenschaftler k?nnen sich darin ihre Arbeitsinstrumente frei aussuchen und zusammenstellen, ohne dass sie auf ihrem eigenen Rechner gr?ssere Modifikationen vornehmen m¨¹ssten.

?Das ist f¨¹r all diejenigen Forscher interessant, f¨¹r die das bisherige System Brutus zu wenig flexibel war?, erkl?rt Rinn. Sein Team bietet den Forschern zudem Hilfe beim Aufbau solcher virtuellen Arbeitsumgebungen, wobei hunderte von Programmen aus verschiedenen Quellen kombiniert werden k?nnen.

In den vergangenen zwei Monaten wurde die Betriebssoftware aufgesetzt und die Stabilit?ts- und Leistungs-Tests durchgef¨¹hrt. Seit einigen Wochen haben ausgew?hlte Testbenutzer dem neuen Hochleistungsrechner mit eigenen Programmen auf den Zahn gef¨¹hlt. Im Anschluss an die Einweihung k?nnen nun s?mtliche ETH-Forscher mit der Maschine arbeiten.

Doch das ist erst der Anfang: In einer zweiten Phase, die bereits in Planung ist, wird Euler weiter ausgebaut. Bis Mitte 2015 sollen nochmals zus?tzliche 250 bis 400 Teraflops hinzukommen ¨C je nach Anspr¨¹chen und Budget der ?Shareholder?.